Расчет центрального кондиционера

Министерство Образования и науки РФ Государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

" Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова"

Кафедра ТГВ и ВВ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

по дисциплине КВ и Х на тему: «Расчет центрального кондиционера»

исполнитель: Климов А. В. СО-10

Руководитель: Старкова Л. Г. к. т. н. доцент Магнитогорск 2014 г.

• Введение
• 1. Исходные данные
• 2. Основная часть
• 3. Теплый период
• 4. Холодный период
• 5. Расчет воздухоохладителя
• Библиографический список

Устройство систем кондиционирования воздуха (СКВ) в помещениях предусматривается с целью создания комфортных условий для пребывания людей, нормативных условий для ведения технологических процессов, хранения ценностей культуры и т. д. СКВ обеспечивают в помещении оптимальные параметры микроклимата, автоматически их поддерживая вне зависимости от изменения режима тепловлагопоступлений в помещении и изменения параметров наружного воздуха.

В секциях центрального кондиционера (ЦК) воздух проходит различную обработку, доводится до требуемых параметров и автоматически их поддерживает с использованием воды, теплои хладоносителей, систем автоматизации, что, естественно, значительно повышает стоимость СКВ.

Поэтому для принятия решения о комплектовании кондиционера секциями необходимо рассмотреть несколько вариантов схем обработки воздуха, подаваемого в помещение, с целью выбора наиболее экономичной.

1. Исходные данные

Рассчитать кондиционер цеха ротационного печатания.

Лето: Q = 57 800 Вт; ;

W = 30 кг/ч; .

Зима: Q =30 000 Вт; ;

W = 25 кг/ч;

Высота помещения 4 м.

Рециркуляция допускается.

от L_o.

Схема воздухообмена — сверху вверх.

2. Основная часть

2.1 Согласно заданию определяем по СНиП 2.04.05 — 91* параметры наружного воздуха для проектирования системы кондиционирования воздуха в теплый (ТП) и холодный (ХП) периоды для города Ташкент. Данные сводим в таблицу 1.

Таблица 1 — Параметры наружного воздуха

2.2 Определяем луч процесса изменения состояния воздуха в теплый и холодный периоды:

кДж/кг

кДж/кг

2.3 Определяем температуру приточного воздуха и температуру удаляемого воздуха в теплый период года

Температура приточного воздуха определится по формуле:

где — разность температур внутреннего и приточного воздуха,, принимается: при раздаче воздуха в рабочую зону, при, при, при раздаче через потолочные плафоны .

Тогда:

t_п^ТП = 28−8 = 20⁰С.

Так как схема воздухообмена «сверху вверх», температура удаляемого воздуха определится как:

t_у^{ТП (ХП)} = t_в^{ТП (ХП)} +gradt· (H-h_{р. з.)};

t_у^ТП = 28+1· (4−2) =26,8°С.

t_у^ХП = 24+1· (4−2) =26°С.

2.4 Определяем производительность системы кондиционирования воздуха для теплого периода:

2.4.1 Для этого на Y-d диаграмму наносим луч процесса изменения состояния воздуха в помещении. На этом луче обозначаем точки и. Данные параметров точек, , и сводим в таблицу 2.

Таблица 2

2.4.2 Определяем полезную производительность системы кондиционирования воздуха для теплого периода

— плотность воздуха К расчетам принимаем большее значение из или .

м³/ч

м³/ч Из двух полученных величин выбираем большую, т. е. 11 364 м³/ч.

2.4.3 Определяем полную производительность системы кондиционирования воздуха в теплый период К — коэффициент запаса, К= 1,1, когда расстояние l (установки до объекта кондиционирования) менее 50 м и К=1,15 при расстоянии l более 50 м. При отсутствии данных принимаем К=1,1.

м³/ч

2.4.4 Определяем общую производительность системы кондиционирования воздуха в теплый период где N — количество помещений, N=1.

м³/ч

=? 1,2 =15 000 кг/ч

2.4.5 Определение количества наружного воздуха

- минимально необходимое количество наружного воздуха для подачи в помещение по санитарным нормам или технологическим требованиям. Определяется по заданию.

от, м³/ч

от, значит

м³/ч кг/ч

2.5 Холодный период (ХП):

=12 500

2.5.1 Определяем параметры точки П в ХП

г/кг г/кг

2.5.2 Определяем параметры остальных точек Таблица 3

2.6 Далее начинаем построение схем обработки воздуха на Y-d диаграмме для теплого и холодного периодов.

ТП

1.1 Прямоточная схема;

1.2 Схема с применением I рециркуляции;

1.3 Схема с применением II рециркуляции;

1.4 Схема обработки воздуха с применением I и II рециркуляции.

ХП

2.1 Прямоточная схема;

2.2 Схема с применением I рециркуляции:

2.2.1 Смешение с неподогретым наружным воздухом;

2.2.2 Схема смешения с подогретым наружным воздухом;

2.3 Схема с применением II рециркуляции;

2.4 Схема обработки воздуха с применением I и II рециркуляции:

2.4.1 Смешение с не подогретым наружным воздухом,

2.4.2 Схема смешения с подогретым наружным воздухом в секции первого подогрева.

Определяем расходы теплоты и холода для каждой схемы.

3. Теплый период

3.1 Прямоточная схема

Расходы теплоты и холода:

Вт

Вт

3.2 Схема с применением I рециркуляции

Определяем положение т. С на прямой У₁Н по ее теплосодержанию:

I_с=

G_1рец. =G_общ-G_н

G_1рец. =15 000−6000=9000

I_с= кДж/кг Расходы теплоты и холода:

Вт

Вт

3.3 Схема с применением II рециркуляции

Определяем количество наружного воздуха в смешенном воздухе из отношения:

кг/ч И сравниваем его с заданным. Должно выполняться условие:, следовательно, условие не выполняется, схема приемлема.

Расходы теплоты и холода:

Вт Вт

3.4 Схема обработки воздуха с применением I и II рециркуляции.

Определяем положение т. С_I из уравнения:

где

кг/ч кг/ч

кг/ч

кДж/кг Расходы теплоты и холода:

Вт

Вт

Вт

4. Холодный период

4.1 Прямоточная схема

Определяем расходы теплоты и холода:

Вт

Вт

Q_тепл=Вт

4.2 Схема с применением I рециркуляции с неподогретым наружным воздухом:

определяем положение точки С:

кг/ч

кДж/кг

.

кДж/кг

.

Q_тепл=

4.3 Схема с применением II рециркуляции:

Определим положение т. О из уравнения по влагосодержанию:

г/кг

кг/ч

.

;

;

;

Определяем расходы теплоты и холода:

Q_тепл=.

4.4 Схема обработки воздуха с применением I и II рециркуляции с неподогретым наружным воздухом в секции первого подогрева

Определяем количество наружного воздуха, подаваемого в помещение из СКВ:

=15 000*4,5/6,5=10 385 кг/ч

кг/ч И сравниваем его с заданным. Должно выполняться условие:, следовательно, условие не выполняется. Схема не приемлема.

Q_тепл=

4.7 Данные о расходах теплоты и холода сводим в таблицу 4 и делаем выбор наиболее экономичной схемы обработки воздуха.

Таблица 4. Расход энергоносителей

Вывод: наиболее экономичной является схема с применением 2 рециркуляцией В соответствии с выбранной схемой принимаем следующую компоновку кондиционера (см. приложение 1)

Выбираем типоразмер выбранной установки КЦКП ООО «Веза» .

Индекс (номер) установки выбираем по номинальной воздухопроизводительности. Исходя из типоразмерного ряда производителя выбираем номер установки, производительность которой по воздуху наиболее близка к фактической производительности L_полез. L_полез =12 500 м³/ч Выбираем кондиционер типа КЦКП — 10.

5. Расчет воздухоохладителя

Исходя из принятой схемы компоновки кондиционера видно, что для охлаждения воздуха в теплый период необходимо использовать воздухоохладитель. Выбираем жидкостный поверхностный воздухоохладитель.

В жидкостном воздухоохладителе внутри трубок протекает охлажденная вода или незамерзающая жидкость. Трубки скомпонованы в несколько рядов и на пучок трубок одевается оребрение из пластин.

Цель расчета: зная начальные и конечные параметры воздуха и конструктивное устройство теплообменника, определить требуемую поверхность для теплообмена (поверхность трубок и оребрения).

Габаритные размеры:

В=1300

H=1090

L=700

1. По I-d диаграмме процесса определяют начальную Н и конечную К точки процесса охлаждения в воздухоохладителе и определяют параметры воздуха (схема со 2-й рециркуляцией для теплого периода):

,

2. Отдельно на I-d диаграмме строят реальный процесс охлаждения и осушения воздуха и соответствующий ему «условно сухой процесс» охлаждения, при котором отводится такое же количество теплоты.

Построение выполняют в следующей последовательности:

Определяют точку Н, точку К, проводят отрезок НК — луч реального процесса охлаждения и осушения воздуха. На продолжении отрезка НК до находят точку f, для которой соответствует средней температуре наружной поверхности воздухоохладителя. Из точки f проводят изолинию до пересечения с и. Получают отрезок Н*К* - луч «условного сухого процесса» охлаждения воздуха;

3. Количество охлаждаемого воздуха (=, п 3.3), кг/ч

4. Принимают конечную температуру воды, исходя из рекомендуемого перепада температур по холодной воде 5:

;

5. Определяют расход холодной воды:

6. Вычисляем показатель отношения теплоемкости потоков по выражению

7. Определяем показатель теплотехнической эффективности для процесса, сопровождаемого выпадением конденсата:

8. По графику при известных и находят значение числа единиц переноса теплоты:

N_t=2,3, следовательно теплообменник рекомендуется к использованию.

9. Расчетную поверхность теплообменника определяем по формуле

где: k — коэффициент теплопередачи для теплообменника. Может быть определен ориентировочно для теплообменника данного типа по эмпирической формуле:

(6.5)

где: A — коэффициент, отражающий конструктивные особенности теплообменника; A = 20,94;

— скорость воздуха в поперечном сечении;

— плотность воздуха;

— скорость воды в трубках теплообменника;

= 1 м/с.

По габаритным размерам определяем площадь поперечного сечения для прохода воздуха:

воздуха в поперечном сечении:

Вт/м²•⁰С.

м².

Полученное значение сверяют с фактической площадью теплообмена подобранных подогревателей. При этом необходимо выполнять следующее условие: между располагаемой поверхностью Fp (предварительно выбранного воздухоохладителя, по данным производителя) и требуемой поверхностью Fтр запас поверхности теплообмена не должен превышать 15%.

6. Подбор камеры орошения

В качестве увлажнителя для кондиционера КЦКП-10 выбирается сотовый увлажнитель. Цель расчета:

1) выбор типа камеры;

2) определение режимных параметров (расхода воды в увлажнителе, температуры воды на входе, выходе из камеры).

В качестве увлажнителя для кондиционера КЦКП-10 выбирается сотовый увлажнитель.

1. Определяем расчетный процесс и все характеристики по I-d диаграмме

,

;

2. Определим по формуле необходимый расход воды в увлажнителе:

=_орош

;

3. Определяем относительный расход воздуха в кондиционере:

центральный кондиционер воздух помещение

4. По рассчитанным значениям эффективности и относительном расходе находим точку на графике и выбираем график режима ближайший к этой точке — график 1, фактический коэффициент эффективности — 0,95.

Для КЦКП-10 расход воды — 13,1 т/час Мощность насоса — 5,5кВт;

Частота вращения — 3000 мин^-1

насос — К65−50−160а

5. Коэффициент орошения для данной установки:

Сотовый увлажнитель эффективный

6. определяем температуру воздуха после процесса:

В результате расчетов был подобран сотовый увлажнитель производительностью 13,1 т/ч и степенью эффективности 99,7%.

Библиографический список

1. СМК-0-СМГТУ-42−09. Курсовой проект (работа): структура, содержание, общие правила выполнения и оформления. — Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009.

2. ГОСТ 21.602−2003 СПДС. Правила оформления рабочей документации. Отопление, вентиляция и кондиционирование.

3. СНиП 41−01−2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование / Гостстрой России. — М.: ФГУП ЦПП, 2004.

4. СНиП 2.04.05−99. * Отопление, вентиляция и кондиционирование / Гостстрой России. — М.: ГУП ЦПП, 2000. — 72 с.

5. Теплоснабжение и вентиляция. Курсовое и дипломное проектирование: учеб. пособие / под ред. Б. М. Хрусталева. — М.: Изд-во АСВ, 2007. — 784 с.

6. Аверкин А. Г. Примеры и задачи по курсу «Кондиционирование воздуха и холодоснабжение»: учеб. пособие. — М.: Изд-во АСВ, 2007. — 126 с.

7. Каталог — Системы Кондиционирования воздуха — «ВЕЗА» .